RheinKraft und ihre Folgen
Man kann jeden Fluss in drei Teile unterteilen, Ober-, Mittel- und Unterlauf. Der Oberlauf liegt in steilerem Gebiet und es herrscht vorallem Tiefenerosion. Wenn der Fluss breiter wird, die Fliessgeschwindigkeit abnimmt und die Breitenerosion zunimmt befindet man sich im Mittellauf. Im Unterlauf heben sich Ablagerungen und Abtragungen etwa auf und die Fliesgeschwindigkeit nimmt im Vergleich zum Mittellauf noch stärker ab.
Oberlauf Grafik:
Wegen des grossen Gefälles im Oberlauf herrscht die Tiefenerosion vor. Je nach Untergrund, ob "weiches" oder "hartes" Gestein, entstehen verschiedene Talformen (Klamm, Schlucht, V-Tal, Canyon). Durch die starke Strömung wird Gestein mitgerissen und zerkleinert. Die Erosionskraft des Flusses wird durch dieses mitgeführte Gestein erheblich vergrössert.
Mittellauf Grafik:
Durch das flachere Gefälle nehmen die Fliessgeschwindigkeit und die Erosionskraft des Wassers ab. Durch die Seitenerosion, welche die Tiefenerosion nach und nach ablöst, wird der Talboden breiter, es entsteht ein Sohlental. Der Fluss beginnt, durch die Erdrotation und natürliche Hindernisse bedingt, zu mäandrieren. Wegen den verschiedenen Geschwindigkeiten in den Mäandern (Fliehkraft…) erodiert der Fluss noch an der Aussenseite der Kurven, während er an der Innenseite schon Material ablagert.
Unterlauf Grafik:
Mit dem Gefälle nimmt auch die Fliessgeschwindigkeit weiter ab; die Ablagerung nimmt zu, während die Erosion kaum noch wirkt. Oft verbaut sich der Fluss durch die Ablagerungen das eigene Flussbett und verzweigt sich auf der Suche nach neuen Wegen, dies führt zu einer Verwilderung.
Erosion bedeutet im geologischen Sinne die Zerstörung, Abtragung von Oberflächen durch Wasser und Wind. V.a. lockere Böden werden abgetragen, im Laufe der Zeit kann die Erosion (insbesondere die Erosion durch Wasser) aber auch hartes Felsgestein zerstören. Es gibt verschiedene Formen der Erosion, die einmal nach ihrer Ursache (Erosion durch Gletscher, Fließgewässer, Flut/Brandung oder Wind) und dann nach ihrem speziellen Charakter (Flächenerosion, Tiefenerosion) unterschieden werden.
Wir wissen, dass Strömungen und Fliessgewässer Sedimente an hängenden Uferbereichen auswaschen oder erodieren können. Diesen Erosionstyp bezeichnen wir als Unterspülung oder Unterhöhlung. Er erzeugt einen steileren Hang - Überhang - an dem das Material abrutschen kann. Die nachfolgende Grafik veranschaulicht, wie eine Strömung oder ein Fluss Sedimente, die einen Hang oder ein Ufer stützen, auswäscht. Diese Erosion durch strömendes Wasser, die Massenbewegungen zur Folge hat, bezeichnen wir als Unterspülung oder Unterhöhlung. Kann der Rhein sich besonders breit machen, fließt er zu langsam und lagert sein Geschiebe ab: hinderliche Verlandungen im Strom - bei Hochwasser auch auf den Ufern - entstehen. Engt man ihn ein in seinem Bett, macht er Tempo und nimmt von seinem Grund Geröll, Kiesel und Sand in viel zu großer Menge auf (Erosion), die er dann bei verlangsamter Strömung wieder an unerwünschten Stellen ablädt. Von solcher Last befreit, nimmt das Wasser mit neuer Kraft anschließend wieder Geschiebe auf und greift dabei die stromabwärts gelegene Flusssohle erneut an; ... man spricht hier also von einer Sohlerosion.
Ortsbezogen in Rees:
Bei Rees krümmt sich der Fluss stark nach links, gleichzeitig prägt der Hochwasserengpass Rees die Strömungsverhältnisse zwischen der rechtsrheinischen Ufermauer der Stadt (befestigte Uferpromenade) und den linksrheinischen Anhöhen Reeserschanz und Sandhövel (erhöhte Vorländer). Der Fluss kann sich nicht seitlich ausbreiten. Aufgrund der geringen Hochwasserabflussflächen wird fast das gesamte Hochwasser durch den Hauptstrom abgeführt. Hierdurch wirkt ein enormer Strömungsdruck auf die Reeser Stadtmauer (sichtbare Beschädigungen). Bei Rees, wo der Rhein einen engen Bogen macht, beträgt die Sohlerosion pro Jahr etwa zwei Zentimeter. Dies stellt die Schifffahrt vor Probleme: Denn durch die Sohlerosion entstehen in den Innenbögen Anlandungen, die die Schifffahrt behindern, da hier die Fließgeschwindigkeit des Wassers reduziert ist. In den Außenbögen des Flusslaufs hingegen konzentrieren sich Strömungskräfte, die die Sohle auskolken. Langfristig führt dieses Wechselspiel zu einer Verringerung der Fahrwassertiefe und – breite und somit zu Einschränkungen in der Schifffahrt. Hier ist das Problem der Sohlerosion des Rheins besonders ausgeprägt, da der Fluss durch die Uferpromenade von Rees auf der einen, und durch das über dem Mittelwasserspiegel liegende Rheinvorland auf der anderen Rheinseite, begrenzt wird.
Zum EarthCache:
Wie jedes natürliche Flusssystem verändert auch der Rhein immer wieder seinen Flusslauf. Diese Dynamik ist das Ergebnis eines Wechselspiels zwischen Erosion und Anlandung. Doch durch die Eindeichung des Rheins ist eine Ufererosion (Seitenerosion) des Flusses kaum noch möglich. Dies hat zur Folge, dass der Rhein sein Bett nur noch in vertikaler Richtung verändern kann. Die daraus resultierende Erosion (auch Sohlerosion) stellt eines der größten Probleme von frei fließenden Gewässern dar. Sohle und damit Niedrigwasserspiegel des Rheins sinken noch heute ständig ab. Die Folgen sind Einschränkungen der Fahrwasserbreite und -tiefe, insbesondere bei Niedrigwasser, Absinken des Grundwassers in Ufernähe, ökologische Schäden an Flora und Fauna der Rheinaue und "Unterhöhlung" der Bauwerke am- und in der Nähe des Flusses. Seit vielen Jahren praktizierte Maßnahmen wie das Auffüllen der Sohle an besonders kritischen Stellen mit lagestabilen Steinen bzw. Zugabe von beweglichem Material bekämpfen nur die Symptome und sind zudem sehr kostenintensiv.
Welche Gefahr besteht und welche Folgen aus einer FlussErosion (Sohlerosion) ursächlich sein können, können wir euch auch am Beispiel der 3 virtuellen Positionen sehr deutlich aufzeigen. In dem Bereich zeigt der Rhein seine ganze Kraft. Um diesen EarthCache loggen zu können begebt Euch zu den Koordinaten und beantwortet die nachstehenden 4 Fragen deren Antworten ihr teilweise auch nur vor Ort finden werdet. Ihr benötigt hierzu lediglich Auffassungsgabe und Erkenntnisse, die Ihr durch eigene Ermittlungen dort erfahren müsst:
Aufgaben/Fragen:
F1 an virtueller Pos.)
An dieser Position des Rhein-KM 837 betrachte einmal den Bereich ganz unten vom Mühlenturm und beschreibe, was du dort erkannt hast und wie es entstanden sein könnte.
F2 an virtueller Pos.)
Zwei Formen an der gerundeten Stadtmauer sind nachträglich entstanden und zeigen ganz deutlich, warum gerade in dieser engen Linkskurve des Rheins ein Gefahrenbereich ist.
Skizziere, was dort so auffällig ist und erkläre die spezielle Ursache dazu.
F3 an virtueller Pos.)
Wenn du an dieser Stelle zum "Bär" nach oben siehst, kannst du eine weitere Entdeckung machen, die im direkten Zusammenhang mit der Erosion und der Sohlerosion zu sehen ist.
Teile mit, was du gesehen hast und gebe dazu eine Erklärung.
F4)
Der Rhein sammelt und transportiert neben der Erosionsarbeit auch abgetragene Verwitterungen (organisch oder chemisch) aus Hängen der Täler und auch das aus der Arbeit entstammende Material an Gesteinen der Einzugsgebiete.
Versuche zu erklären, in welcher Beziehung das Transportvermögen des Rheins zur Fliessgeschwindigkeit und Abflussmenge steht.
Eure Antworten aus den Aufgaben schickt uns bitte per Mail und danach dürft Ihr den EarthCache sofort loggen. In den EarthCache-Guidelines ist bewusst nicht vorgesehen, dass auf eine Logfreigabe seitens des Owners gewartet werden muss. Wir werden die uns zugesandten Antworten und Lösungen auf ihre Richtigkeit prüfen. Es ist zwar keine Logbedingung, aber wenn Ihr wollt, macht ein Foto von Euch und dem Objekt an den Koordinaten, ohne allerdings mögliche Antworten bildlich zu spoilern.
Der etwas anspruchsvollere D-Wert 3 soll zeigen, dass dieser EC nicht mal eben mit einigen Klicks im Netz absolviert werden kann. Hier sollen die eigenen Erkenntnisse zu den Fragen umfassend und verständlich interpretiert werden.
Viel Vergnügen bei diesem EarthCache für die ganze Familie; ... und wir würden uns natürlich über eine Weiterempfehlung an Freunde und Bekannte, sowie über reichlich rheinische Schleifchen in Form von FavPoints sehr freuen.
Team N51E06
Info-Quellen und Nachweise:
WSD-Wasserstrassen,
BAFG,
VZB,
Geo FU Berlin,
Wikipedia,
Google-Book,
BUND,
Eigene Erkenntnisse vor Ort.
Nederlands-Version:
Info voor onze Nederlandse cachervrienden:
Helaas moeten we afzien van een vertaling in het nederlands. Zouden we dit toch doen, wordt de lijst (Listing) veel te lang en verwarrend. Mocht u desondanks een versie in het nederlands wensen, vertel het ons, en wij nemen contact met jullie op. Of jullie maken gebruik van een andere dienst, of andere hulp. Zoals bv."https://translate.google"
Hartelijk dank voor uw begrip,
Bernd van Team N51E06
English-Version:
"Unfortunately we needed to refrain from adding an English version as it would have made the listing too long, complex and confusing. In case you do need an English translation kindly do not hesitate to contact us and we will look for a solution. Or you may want to try an online translation service.
Thank you very much for your kind understanding."
Bernd of team n51e06